Bepaalde C- en A-δ-vezels zijn specifiek gevoelig voor schadelijke prikkels: ze zijn nociceptief. Binnen de pijngewaarwording kan men twee componenten onderscheiden: de dualiteit van de pijn. De snelle, eerstgevoelde primaire pijn komt tot stand via de A-δ-vezels, en de langzamere, later ontstane secundaire pijn via de C-vezels. Een perifere zenuw bevat een soort doorsnede door de evolutie: verschillende soorten sensibiliteit zijn na elkaar ontstaan en zijn als verschillende vezeltypen in de zenuw zichtbaar. Pijn- en temperatuurzin zijn relatief oud (vitaal!). De neurofysiologische eigenschappen van nociceptieve vezels zijn uiterst complex. Een van deze kenmerken is plasticiteit: de gevoeligheid van afferenten kan toenemen (sensitisatie) of afnemen (habituatie), afhankelijk van de situatie. De innervatie van lichaamsdelen en organen wisselt: oppervlakkige structuren (bijv. de huid) zijn als regel dicht geïnnerveerd en zeer gevoelig, terwijl ingewanden minder dicht geïnnerveerd zijn, maar wel gevoelig kunnen worden bij pathologie. Bij de activatie van nociceptieve afferenten spelen talrijke chemische stoffen een rol: pijnmediatoren.
